【手続補正書】
【提出日】平成18年1月11日(2006.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  １缶２回路式熱源装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  燃焼部の下流側に設けた缶体と、前記缶体を貫通した、上流側の凹形状の複数本の第１伝熱管及び下流側の丸形状の複数本の第２伝熱管と、前記各第１伝熱管を一本の第１通路になるように接合する凹形状の第1接合管と、前記各第２伝熱管を一本の第２通路になるように接合する丸形状の第２接合管と、前記第１伝熱管の端部を前記第２伝熱管の端部より前記缶体に対して外側に位置した１缶２回路式熱源装置。
【請求項２】  缶体の対面する２面に開口した貫通口と、前記貫通口に貫通した、上流側の第１伝熱管及び下流側の第２伝熱管と、前記貫通口近傍の前記缶体の壁面に設けた凹部とを備えた請求項１に記載の１缶２回路式熱源装置。
【請求項３】  缶体を貫通した、上流側の第１伝熱管及び下流側の第２伝熱管と、前記缶体の角部に設けた外側に突出した凸部とを備えた請求項１に記載の１缶２回路式熱源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給湯と暖房、または給湯と風呂に用いられる１缶２回路式熱源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の１缶２回路式熱源装置は特開平９−２９２１６１号公報に記載されているようなものが一般的であった。この装置は図９と図１０に示されているように缶体１は板金材を折り曲げて角筒形状に形成したもので、缶体１の上流側には燃焼部２が設けられている。第１導入管３と第２導入管４は缶体１の下部外壁に巻回されている。上流側に位置するＵ字形状に形成した第１伝熱管５と下流側に位置するＵ字形状に形成した第２伝熱管６は缶体１の同一壁面を貫通溶着固定したものである。
【０００３】
そして、第１伝熱管５には第１導入管３が接合され、第２伝熱管６には第２導入管４が接合されている。受熱フィン７は第１伝熱管５と第２伝熱管６に貫通溶着固定したものである。第１接合管８は一本の第１通路９を構成するように各第１伝熱管５を溶着固定し、連通し、また、第２接合管１０は一本の第２通路１１を構成するように各第２伝熱管６を
溶着固定し、連通している。第１副接合管１２は上流段（燃焼部２に近い段）の第１伝熱管５と下流段の第１伝熱管５とを溶着固定し、連通し、また、第２副接合管１３は上流段の第２伝熱管６と下流段の第２伝熱管６を溶着固定し、連通している。
【０００４】
次に、第１単独運転について説明する。第１導入管３から第１伝熱管５に通水された場合、燃焼部２が燃焼を開始する。そして、燃焼熱が受熱フィン７から第１伝熱管５に伝わり、第１温水が下流段の第１伝熱管５から出湯する。
【０００５】
次に、第２単独運転について説明する。ポンプ（図示せず）により第２導入管４から第２伝熱管６に通水された場合、第１単独運転と同様に燃焼部２が燃焼を開始する。そして、燃焼熱が受熱フィン７から第２伝熱管６に伝わり、第２温水が下流段の第２伝熱管６から出湯する。
【０００６】
続いて、第１・第２同時運転について説明する。第１導入管３から第１伝熱管５に通水され、かつ第２導入管４から第２伝熱管６に通水された場合、第１単独運転と同様に燃焼部２が第１温水を要求温度になるように燃焼を開始し制御する（第１優先制御）。そして、なりゆきではあるが、温度上昇した第２温水（約６０〜８０℃）が熱端末へ循環する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の前記する１缶２回路式熱源装置では、曲げて形成された第１伝熱管５と第２伝熱管６のＵ字部側の熱容量は別部品で溶着固定する第１接合管８と第２接合管１０の熱容量と異なるので、炉中による溶着固定の際の燃焼部２を除くと１缶２回路式熱源装置の温度分布が大きくなり溶着固定不良が発生しやすい（特に受熱フィン７の溶着固定不良が発生しやすい）という課題を有していた。また、第１伝熱管５と第１接合管８及びと第２伝熱管６と第２接合管１０の溶着材（例えば銅ロー材）が飛び散り、この溶着材が第１導入管３や第２導入管４を缶体１に局所的に溶着する結果、この局所溶着により発生した歪みが缶体１に割れを発生するというという課題を有していた。さらに、第１伝熱管５と第１接合管８およびと第２伝熱管６と第２接合管１０の溶着不良により、第１通路９と第２通路１１が溶着材内に形成されたトンネルを介して連通するという課題を有していた。
【０００８】
次に、第１単独運転を要求された場合の熱収支を説明する。第１に、第１伝熱管５は燃焼部２の燃焼熱を第１伝熱管５の表面と受熱フィン７から受熱する。第２に、第２伝熱管６は残りの燃焼熱を主に受熱フィン７から受熱する。特に、停止している第２伝熱管６の残留水は熱伝達率が非常に小さいので、第１伝熱管５の受熱量は第２伝熱管６の受熱量に比べて非常に大きい。第３に、第１伝熱管５と第２伝熱管６との接合部を介した熱伝導がある。この熱収支の結果、第１伝熱管５は第２伝熱管６に比べて著しく熱膨張するので、第１伝熱管５と第２伝熱管６の中央部が燃焼部２側に突出して曲がろうとする。しかし、受熱フィン７が変形を抑制するので、反作用により第１伝熱管５と第２伝熱管６が缶体１を燃焼部２へ向かって押し付ける熱応力が発生する。
【０００９】
そして、第１単独運転の開始停止サイクルにより缶体１に繰り返し応力が集中して働き、第１伝熱管５の近傍で、かつ燃焼部２側の缶体１に割れが発生するというという課題を有していた。また、先に述べたように第１伝熱管５、第２伝熱管６のＵ字部の熱容量は第１接合管８と第２接合管１０の熱容量と異なるので、第１伝熱管５および第２伝熱管６の両端付近の熱膨張が異なる。そして、第１伝熱管５と第２伝熱管６が缶体１を燃焼部２へ向かって押し付ける熱応力が左右側面に対して不均一に発生するので、缶体１や第１伝熱管５、第２伝熱管６に割れが発生しやすいというという課題を有していた。さらに、缶体１の角部と第１伝熱管５、第２伝熱管６との間隔が３〜１０ｍｍ程度と小さい場合、この間隔の剛性が強く、変形しにくいので、間隙に割れが発生するというという課題を有していた。
【００１０】
他方、一般には、第２単独運転は風呂や暖房などであり、燃焼部２の燃焼量が小さいので、第２単独運転の開始停止サイクルにより缶体１に繰り返し応力が小さく缶体１に割れへの影響は比較的少ない。
【００１１】
そこで、本発明は前記するこれらの課題を解決して、缶体に割れが発生せず、組立と炉中ロー付けが簡単に出来る１缶２回路式熱源装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するために燃焼部の下流側に設けた缶体と、前記缶体を貫通した、上流側の凹形状の複数本の第１伝熱管及び下流側の丸形状の複数本の第２伝熱管と、前記各第１伝熱管を一本の第１通路になるように接合する凹形状の第1接合管と、前記各第２伝熱管を一本の第２通路になるように接合する丸形状の第２接合管と、前記第１伝熱管の端部を前記第２伝熱管の端部より前記缶体に対して外側に位置したものである。
【００１３】
この本発明によれば、第２伝熱管と第２接合管の溶着材は第１接合管の凹部に沿って外側に流れるので、その後例え溶着材が飛び散っても、この溶着材が第１導入管３や第２導入管４を缶体１に局所的に溶着しない。さらに、第１伝熱管の端部と第２伝熱管の端部が離れているので、溶着不良でも第１通路と第２通路は短絡しない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は各請求項に記載する形態で実施できるものであり、請求項１記載のように燃焼部の下流側に設けた缶体と、前記缶体を貫通した、上流側の凹形状の複数本の第１伝熱管及び下流側の丸形状の複数本の第２伝熱管と、前記各第１伝熱管を一本の第１通路になるように接合する凹形状の第1接合管と、前記各第２伝熱管を一本の第２通路になるように接合する丸形状の第２接合管と、前記第１伝熱管の端部を前記第２伝熱管の端部より前記缶体に対して外側に位置したものである。
【００１５】
そして、炉中による溶着固定の際、第２伝熱管と第２接合管の溶着材の一部は第１接合管の凹部に沿って外側に流れるので、その後例え溶着材が第１接合管の端で飛び散っても、この溶着材が第１導入管３や第２導入管４を缶体１に局所的に溶着しない。この結果、局所溶着による缶体に割れ防止が図れる。さらに、第１伝熱管の端部と第２伝熱管の端部が離れているので、溶着不良により第１通路と第２通路の短絡防止が図れる。
【００１６】
また、請求項２記載のように缶体の対面する２面に開口した貫通口と、貫通口に貫通した、上流側の第１伝熱管及び下流側の第２伝熱管と、貫通口近傍の前記缶体の壁面に設けた凹部とを有するものである。
【００１７】
そして、第１単独運転の開始停止サイクルにより缶体に、特に凹部に繰り返し応力が集中して働き、凹部は容易に弾性変形するので、第１伝熱管の近傍で、かつ燃焼部側の缶体に生じる割れ防止が図れる。
【００１８】
また、請求項３記載のように缶体を貫通した、上流側の第１伝熱管及び下流側の第２伝熱管と、缶体の角部に設けた外側に突出した凸部とを有するものである。
【００１９】
そして、第１単独運転の開始停止サイクルにより缶体に、特に角部に設けた外側に突出した凸部に繰り返し応力が集中して働くが、凸部は容易に弾性変形するので、缶体の角部と第１伝熱管、第２伝熱管との間隙に生じる割れ防止が図れる。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２１】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１における１缶２回路式熱源装置の正面図である。図２は同装置の側面図である。図３は同装置の平面図である。図において、１４は板金材を折り曲げて角筒形状に形成した缶体であり、缶体１４の上流側には燃焼部１５が設けられている。また、１６、１７は第１導入管と第２導入管であり、缶体１４の下部外壁に巻回されている。１８、１９は上流側に位置する断面が凹形状で、かつ直管形状の第１伝熱管と下流側に位置する断面が丸形状で、かつ直管形状の第２伝熱管であり、缶体１４の壁面を複数段に貫通したものである。そして、第１伝熱管１８には第１導入管１７が接合され、第２伝熱管１９には第２導入管１６が接合されている。２０は受熱フィンであり、第１伝熱管１８と第２伝熱管１９とに貫通したものである。２１は第１接合管であり、一本の第１通路２２を構成するように各第１伝熱管１８を連通している。２３は第２接合管であり、一本の第２通路２４を構成するように各第２伝熱管１９を連通している。
【００２２】
なお、第１接合管２１と第２接合管２３とが重ならないように配管されている。また、２５は第１副接合管であり、上流段（燃焼部１５に近い段）の第１伝熱管１８と下流段の第１伝熱管１８とを溶着固定し、連通している。２６は第２副接合管であり、上流段の第２伝熱管１９と下流段の第２伝熱管１９とを溶着固定し、連通している。
【００２３】
次に、炉中による溶着固定について説明する。第１伝熱管１８と第２伝熱管１９の両端部にはそれぞれ第１接合管２１と第２接合管２３が接合されているので、熱容量が左右側面に対して対称になる。したがって、炉中による加熱の際の燃焼部１５を除く１缶２回路熱源装置の温度分布が小さいので、ロー材などの溶着材が同時に融けて１缶２回路熱源装置の溶着固定が安定する。
【００２４】
次に、第１単独運転を要求された場合の熱収支を説明する。カランなどが開き、第１通路２２に通水された場合、燃焼部１５が燃焼を開始する。第１に、第１伝熱管１８は燃焼部１５の燃焼熱を第１伝熱管１８の表面と受熱フィン２０から受熱する。第２に、第２伝熱管１９は残りの燃焼熱を主に受熱フィン２０から受熱する。特に、停止している第２伝熱管１９の残留水は熱伝達率が非常に小さくので、第１伝熱管１８の受熱量は第２伝熱管１９の受熱量に比べて非常に大きい。第３に、第１伝熱管１８と第２伝熱管１９との接合部を介した熱伝導がある。特に、第１伝熱管１８を凹形状に形成しているので、第１伝熱管１８と第２伝熱管１９の接合面積が非常に大きい。したがって、第１伝熱管１８と第２伝熱管１９の熱移動が大きくなり、第１単独運転時における残溜水の沸騰が防止できる。
【００２５】
この熱収支の結果、第１伝熱管１８は第２伝熱管１９に比べて著しく熱膨張するので、第１伝熱管１８と第２伝熱管１９の中央部が燃焼部１５側に突出して曲がろうとする。しかし、受熱フィン２０が変形を抑制するので、反作用により第１伝熱管１８と第２伝熱管１９が缶体１４を燃焼部１５へ向かって押し付ける。その際、熱容量が左右側面に対して対称なので、第１伝熱管１８および第２伝熱管１９の両端付近の熱膨張が等しくなる。この結果、第１伝熱管１８と第２伝熱管１９が缶体１４を燃焼部１５へ向かって押し付ける熱応力が２分されるので、缶体１４や第１伝熱管１８、第２伝熱管１９の割れ抑制が図れる。なお、第２単独運転や同時運転でも効果は同じである。
【００２６】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２における１缶２回路式熱源装置の正面拡大部分断面図である。図５は同装置の平面拡大部分断面図である。実施例１と異なる点は凹形状の第１伝熱管２７の端部を丸形状の第２伝熱管２８の端部より缶体２９に対して外側に位置したことである。なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００２７】
次に、炉中による溶着固定について説明する。第２伝熱管２８と第２接合管２３の溶着材は第１接合管２１の凹部に沿って外側に流れるので、その後例え溶着材が飛び散っても、この溶着材が第１導入管１６や第２導入管１７を缶体２９に溶着できない。この結果、局所溶着による缶体に割れ防止が図れる。さらに、第１伝熱管２７の端部と第２伝熱管２８の端部が離れているので、溶着不良によりる第１通路２２と第２通路２４の短絡防止が図れる。
【００２８】
（実施例３）
図６は本発明の実施例３における１缶２回路式熱源装置の平面断面図である。実施例１と異なる点は缶体３０の対面する２面に開口した貫通口３１と、同一面の貫通口３１Ａから貫通した上流側のＵ字形状に形成した第１伝熱管３２と、他面の貫通口３１Ｂから貫通した下流側のＵ字形状に形成した第２伝熱管３３と、である。なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００２９】
次に、炉中による溶着固定について説明する。第１伝熱管３２のＵ字部と第２接合管２３は第２伝熱管３３のＵ字部と第１接合管２１の反対側にあるので、熱容量が左右側面に対して対称になる。したがって、炉中による加熱の際の燃焼部１５を除く１缶２回路熱源装置の温度分布が小さいので、ロー材などの溶着材が同時に融けて１缶２回路熱源装置の溶着固定が安定する。
【００３０】
また、第１伝熱管３２のＵ字部と第１接合管２１の接合部は第２伝熱管３３のＵ字部と第２接合管２３の接合部の反対側にあるので、溶着不良があっても第１通路２２と第２通路２４の短絡防止が確実に図れる。
【００３１】
なお、第１、２単独運転や同時運転を要求された場合でも、熱容量が左右側面に対して対称なので、第１伝熱管３２および第２伝熱管３３のＵ字部や端部の熱膨張が等しくなる。この結果、第１伝熱管３２と第２伝熱管３３が缶体３０を燃焼部１５へ向かって押し付ける熱応力が２分されるので、缶体３０や第１伝熱管３２、第２伝熱管３３の割れ抑制が図れる。
【００３２】
（実施例４）
図７は本発明の実施例４における１缶２回路式熱源装置の正面拡大部分断面図である。実施例２と異なる点は、貫通口３４近傍の缶体３５の壁面に凹部３６を設けたことである。なお実施例２と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３３】
次に、１缶２回路式熱源装置の開始停止サイクルにより缶体３５に繰り返し熱応力が集中して働く。繰り返し熱応力は凹部３６が容易に弾性変形することにより、熱応力が緩和されるので、第１伝熱管２７の近傍で、かつ燃焼部１５側の缶体３５に生じる割れ防止が図れる。
【００３４】
なお、凹部３６でなく、凸部形状でもよく、要は弾性変形できる形状であれば同じ効果が得られる。
【００３５】
（実施例５）
図８は本発明において実施例５の１缶２回路式熱源装置の平面拡大部分断面図である。実施例１と異なる点は、缶体３７の四角部の外側に突出した凸部３８を設けたことである。なお実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００３６】
次に、第１単独運転の開始停止サイクルにより缶体３７に繰り返し熱応力が集中して働
く。繰り返し熱応力は凸部３８が容易に弾性変形することにより、熱応力が緩和されるので、缶体３７の角部と第１伝熱管１８、第２伝熱管１９との間隔に生じる割れ防止が図れる。
【００３７】
なお、凸部３８でなく、凹部形状でもよく、要は弾性変形できる形状であれば同じ効果が得られる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、次のような有利な効果を有する。
【００３９】
（１）第１伝熱管の端部を第２伝熱管の端部より外側に位置したので、局所溶着による缶体の割れ防止が確実に図れる。また、第１伝熱管端部及び第２伝熱管端部の溶着不良による第１通路と第２通路の短絡防止が図れる。
【００４０】
（２）凹部を貫通口近傍の缶体の壁面に設けたので、第１伝熱管の近傍で、かつ燃焼部側の缶体に生じる割れ防止が図れる。
【００４１】
（３）凸部を缶体の角部に設けた外側に突出したので、缶体の角部と第１伝熱管、第２伝熱管との間隙に生じる割れ防止が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施例１における１缶２回路式熱源装置の正面図
【図２】
同装置の側面図
【図３】
同装置の平面断面図
【図４】
本発明の実施例２における１缶２回路式熱源装置の正面拡大部分断面図
【図５】
同装置の平面拡大部分断面図
【図６】
本発明の実施例３における１缶２回路式熱源装置の平面断面図
【図７】
本発明の実施例４における１缶２回路式熱源装置の正面拡大部分断面図
【図８】
本発明の実施例５における１缶２回路式熱源装置の平面拡大部分断面図
【図９】
従来の燃焼装置の正面図
【図１０】
同装置の側面図
【符号の説明】
１４、２９、３０、３５、３７  缶体
１５  燃焼部
１８、２７、３２  第１伝熱管
１９、２８、３３  第２伝熱管
２１  第１接合管
２２  第１通路
２３  第２接合管
２４  第２通路
３１、３４  貫通口
３６  凹部
３８  凸部